Номер 4, страница 100 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

4. Какая связь существует между линейчатыми спектрами излучения и поглощения?

4. Линейчатые спектры излучения и поглощения тесно связаны между собой. Эта связь является одним из фундаментальных принципов атомной физики и спектроскопии, который был сформулирован Густавом Кирхгофом.

Линейчатый спектр излучения (эмиссионный спектр) образуется, когда атомы разреженного газа находятся в возбужденном состоянии (например, при высокой температуре или в электрическом разряде). Электроны в атомах, переходя с более высоких энергетических уровней на более низкие, излучают кванты света (фотоны) строго определенных энергий. Энергия фотона $\text{E}$ связана с частотой $\nu$ и длиной волны $\lambda$ света соотношениями $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$, где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\text{c}$ — скорость света. Поскольку набор энергетических уровней для атомов каждого химического элемента уникален, то и набор частот (длин волн) излучаемого света тоже уникален. Наблюдается такой спектр как набор ярких цветных линий на темном фоне.

Линейчатый спектр поглощения (абсорбционный спектр) возникает, когда сплошной спектр света (например, от лампы накаливания) пропускают через холодный, невозбужденный газ. Атомы газа поглощают из проходящего света фотоны только тех энергий, которые в точности соответствуют разности между их основным и одним из возбужденных энергетических уровней. В результате этого процесса в сплошном спектре появляются темные линии. Эти линии соответствуют тем частотам, которые были "изъяты" из сплошного спектра атомами газа.

Основная связь между этими двумя типами спектров заключается в следующем: атомы любого химического элемента поглощают свет на тех же самых частотах (длинах волн), на которых они его излучают, находясь в возбужденном состоянии.

Это означает, что темные линии в спектре поглощения данного вещества будут расположены точно в тех же местах, где находятся яркие линии в его спектре излучения. Таким образом, спектр поглощения является как бы "негативом" спектра излучения для одного и того же вещества. Это явление позволяет однозначно идентифицировать химический состав вещества по его спектру, будь то спектр излучения или поглощения.

Ответ: Связь между линейчатыми спектрами излучения и поглощения состоит в том, что темные линии в спектре поглощения любого химического элемента в точности совпадают по своему положению (частоте и длине волны) с яркими линиями в его спектре излучения.